Mendelova univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici
VYUŽITÍ TRADIČNÍCH A PROGRESIVNÍCH ŠLECHTITELSKÝCH METOD VE ŠLECHTĚNÍ MÁKU SETÉHO Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce
Vypracoval
Mgr. Miroslav Baránek, Ph.D
Lednice 2013
Jan Pastrňák
Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Využití tradičních a progresivních šlechtitelských metod ve šlechtění máku setého“ vypracoval samostatně a použil pramenů, které cituji a uvádím v přiložené literatuře. Souhlasím, aby tato práce byla uložena v knihovně Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Lednici dne:
..……………………………... Jan Pastrňák
Poděkování Děkuji in memoriam prof. RNDr. Miroslavu Pidrovi, CSc. jenž stál u zrodu myšlenky na tuto práci a byl mi prvním odborným konzultantem. Děkuji Mgr. Miroslavu Baránkovi, Ph.D. jenž laskavě převzal vedení této práce a byl mi nápomocen v odborných otázkách, administrativních záležitostech a poskytnutí odborné literatury.
OBSAH 1. Úvod .......................................................................................................................................... 6 2. Cíl práce .................................................................................................................................... 7 3. Literární přehled ........................................................................................................................ 8 3.1 Historie šlechtění máku v českých a slovenských zemích .................................................. 8 3.2 Šlechtitelské cíle ................................................................................................................. 9 3.2.1 Výnos semene .............................................................................................................. 9 3.2.2 Barva semene ............................................................................................................... 9 3.2.3 Obsah alkaloidů.......................................................................................................... 10 3.2.4 Odolnost vůči patogenům .......................................................................................... 10 3.2.4.1 Odolnost odrůd k chorobám ................................................................................ 10 3.2.4.2 Odolnost vůči škůdcům ....................................................................................... 11 3.2.5 Odolnost proti poléhání .............................................................................................. 11 3.2.6 Výskyt „hleďáků“ ...................................................................................................... 12 3.3 Ideotyp máku setého ......................................................................................................... 12 3.3.1Výška rostliny ............................................................................................................. 12 3.3.2 Počet tobolek na rostlině ............................................................................................ 12 3.3.3 Počet semen v tobolce ................................................................................................ 13 3.3.5 Barva květu ................................................................................................................ 13 3.3.6 Ideotypová produkce .................................................................................................. 14 3.4 Šlechtitelské směry ........................................................................................................... 14 3.4.1 Máky potravinářské .................................................................................................... 14 3.4.2 Máky průmyslové....................................................................................................... 15 3.4.3 Máky ozimé ................................................................................................................ 15 3.4.4 Máky okrasné ............................................................................................................. 16 3.5 Šlechtitelské metody ......................................................................................................... 16 3.5.2 Hromadná selekce ...................................................................................................... 17 3.5.3 Vnitrodruhové křížení ................................................................................................ 17 3.5.3.1 Příklad postupu vnitrodruhového křížení máku setého ....................................... 18 3.5.3.2 Zpětné křížení...................................................................................................... 19 3.5.4 Mezidruhové křížení .................................................................................................. 19 3.5.5 Rodokmenová + směšovací metoda ........................................................................... 21 3.5.5.1 Příklad postupu šlechtění kombinace rodokmenové a směšovací metody .......... 22 3.5.6 Mutageneze ................................................................................................................ 24
3.5.6.1 Příklad postupu mutageneze u máku setého ....................................................... 25 3.5.7 Polyploidizace ............................................................................................................ 26 3.5.8. Hybridní šlechtění ..................................................................................................... 27 3.5.9 Šlechtění pomocí in vitro kultur ................................................................................. 27 3.6 Analytické a rozborové metody ve šlechtění .................................................................... 28 3.6.1 Hodnocení dle morfologického deskriptoru ............................................................... 29 3.6.2 Vizuální hodnocení .................................................................................................... 29 3.6.3 Hodnocení dle digitální obrazové analýzy ................................................................. 30 3.6.4 Molekulární analýza DNA u máku setého ................................................................. 31 3.6.5 Využití NIR spektrometrie v hodnocení obsahových látek........................................ 32 4. Vlastní komentář k řešené problematice ................................................................................. 34 4.1 K šlechtitelským cílům...................................................................................................... 34 4.2 K ideotypu máku setého .................................................................................................... 34 4.3 Ke šlechtitelským směrům ................................................................................................ 35 4.4. Ke šlechtitelským metodám ............................................................................................. 35 5. Závěr ....................................................................................................................................... 37 6. Souhrn a Resume .................................................................................................................... 38 7. Seznam použité literatury........................................................................................................ 39
1. Úvod Mák setý (papaver somniferum L.) doslovně snodárný z čeledi makovitých (Papaveraceae,), je bylina lidstvu známá od pravěkých dob. Tato rostlina pocházející z východní až Malé Asie, byla po staletí známá především pro své opiové účinky, a není tedy divů, že již 4 tis. let př. n. l. byla hojně užívána k tlumení bolestivých zranění, onemocnění či přivození dobré nálady. Postupem věku se mák, pro své výjimečné účinky stal předmětem směnného obchodu, pašování ba i válek. V českých zemích byl mák pěstován výhradně jako zahradní plodina, neboť jeho lahodná, modrá, olejnatá semena byla neodmyslitelnou ingrediencí tradiční české kuchyně. Tuzemská tradice jeho pěstování v minulém století zaznamenala nárůst hektarových ploch, především díky propracované agrotechnice a zavedení do zemědělské velkovýroby. Se zvyšujícími se nároky na ekonomicky rentabilní pěstování, rostly i snahy vyšlechtit co nejkvalitnější odrůdy, jenž by pěstiteli zaručovali odolnost vůdčí vnějším a vnitřním vlivům, ale především by posloužily vysokým výnosem semene. S rozvojem farmaceutického průmyslu i mák získal alternativního využití v podobě ,,odpadní,, makoviny. Ta jak známo obsahuje kolem 1% alkaloidů, jež jsou farmaceutickými firmami zpracovávány, coby složky léčiv. Proto i šlechtitelé během své pečlivé práce myslí na tyto fakta a cíleně šlechtí nové odrůdy, jež by skloubily poměr výnos semene + výnos alkaloidů, a pěstitel by tak mohl uspokojit poptávku po obou komoditách. Mák je bylinou natolik zajímavou a pro lidstvo nepochybně užitečnou, že je sám o sobě výzvou šlechtitelům, aby pokračovali v jeho zkoumání za pomocí moderních i tradičních technologii.
6
2. Cíl práce Tato práce je zaměřená na šlechtitelskou činnost prováděnou tradičními i progresivními metodami, v oblasti šlechtění máku setého. Tradiční metody jsou zde zkoumány podrobněji a cílem této práce je hlouběji informovat o dlouhé cestě šlechtitele, jenž začíná výsevem semene a po několika letech končí registrací nové odrůdy.
7
3. Literární přehled 3.1 Historie šlechtění máku v českých a slovenských zemích Mák setý je v naší zemi velice oblíbenou zemědělskou plodinou, neboť neodmyslitelně patří k celé řadě tradičních pokrmů. Není tedy divu, že šlechtění této byliny má ve střední Evropě dlouholetou tradici. Na počátku 20-30. let 20. století, v tehdejším Československu začalo systematické šlechtění, kdy byl především kladen důraz na zvýšení výnosu a jednobarevnost semene. Základem pro prvopočáteční šlechtění posloužili krajové odrůdy. Tyto odrůdy získali šlechtitelé především u drobných rolníků, zahrádkářů apod. Základní krajové odrůdy byly Freudlův Libverdský nepukavý (Děčín), Dregerův stříbrošedý (Chlumec nad Cidlinou), Karlův růžokvětý (Plzeň), Zborovický modrosemenný (Zborovice) a Vyškovský (Vyškov). Tyto rodičovské odrůdy daly vzniknout novým odrůdám, jakým byly Dvorského Azur (1928), Hanácký modrý (1934) a Dubský stříbrošedý (1944). V roce 1959 byla registrována odrůda Hybrid HD, jenž ve své době, dávala výnos o 20% vyšší oproti kontrolním odrůdám. Tato odrůda byla unikátem, neboť šlo o ruční kastraci tyčinek z mateřských rostlin (Hanácký modrý ♀) a mechanickou aplikaci pylu z rostlin otcovských (Dětenický bělosemenný ♂). Tento technologický postup však nebyl ekonomický rentabilní a proto se od způsobu množení osiva této odrůdy upustilo a později byla zcela zrušena. Dalších odrůd se pěstitelé dočkali až koncem šedesátých let, kdy cíleným křížením rodičovských odrůd, či zajímavě odlišných kmenů, bylo dosaženo odrůdy Blankyt (1967), Modran (1969) a poslední českou odrůdou na dlouhá léta byl Amarin (1975). Nebýt slovenských šlechtitelů, pak bychom na českých polích neměli během 8090.let co zasít. Ze šlechtitelské stanice Malý Šariš vznikly odrůdy Dubník (1985), Gerlach (1990), Magic (1993) a Opal (1995). Některé odrůdy jsou do dnešních dnů vysévány a plně uspokojují výnosové nároky pěstitelů.
8
Rozpadem Československa byla znovu nastolená otázka vyšlechtit novou českou odrůdu máku, jenž by splňovala nároky současné doby, jakým jsou vyšší výnos semene (t/ha), barevnost semene (modrý, bílý, okrový), obsah alkaloidů (morfin, kodein, tebain), odolnost proti poléhání, chorobám a škůdcům. (ROD a kol. 1982, FÁBRY a kol. 1992, VAŠÁK a kol. 2010)
3.2 Šlechtitelské cíle V současné době je snažení českých šlechtitelů zaměřeno na několik stěžejních hospodářských vlastnosti nových odrůd máku. Ne vždy je možné tyto vlastnosti skloubit dohromady, neboť fyziologické zákonitosti doprovázené klimatickými vlivy neumožňují dosud vyšlechtit odrůdu, jenž by se dala nazývat ,,ideální,,.
3.2.1 Výnos semene Výnos semene máku setého, je vždy závislý na odrůdě, klimatických a pedologických podmínkách či agrotechnice. Průměrný výnos z 1ha v praxi je od 0,4t do 1t. Pro šlechtitelské účely se však veškeré hodnoty odvíjí v maloparcelních podmínkách, které bývají obzvláště u máku výrazně vyšší, tudíž zkresleny a výnos semene se proto v současné době pohybuje kolem 1,80-2t/ha (r. 2012). Od hodnoty 1,8t/h která je dosahována u kontrolních odrůd (Gerlach, Opal), se odvíjí porovnávací výsledky ke zkoušeným, či již uznaným odrůdám, v procentuálním poměru. Výnos semene je závislý na počtu semen v tobolce. Tedy oplodněných semen na nosných lamelách, případně jejich velikosti. Hmotnost tisíce semen (HTS) je u máku 0,40 do 0,60g (FÁBRY a kol. 1992, VAŠÁK a kol. 2010, ÚKZÚZ SDO, 2012)
3.2.2 Barva semene Barevná vyrovnanost semene máku je důležitým faktorem při šlechtění této plodiny. U máku se setkáváme především s těmito barvami.
9
-
Modrá: Typická barva mnoha odstínů. V praxi je nejužívanější, neboť v potravinářském průmyslu (pekařství), je na finálních výrobcích dobře vidět a má typické chuťové vlastnosti.
-
Bílá: Tato barva není u máku neobvyklou, avšak v dnešní době i přes snahy její propagace, je tato varianta máku pozapomenuta. Mák této barvy je typický svou oříškovou příchutí a v potravinářství se používá, jako náhradní surovina do pekařských náplní. Bílý mák je také zárukou vyššího obsahu oleje. V České republice se bílé odrůdy pěstují pouze na export.
-
Okrová: Nejnovější uznaná odrůda (Redy) jiné, než modré a bílé barvy. Toto semeno, se rovněž užívá v pekařství, více pro své chuťové (náhrada oříšků), než vizuální vlastnosti.
-
Ostatní: Žlutá, krémově žlutá, šedá, červená, hnědá… (Obr. 1,2) (FÁBRY a kol. 1992, KAMENÍKOVÁ 2005, BARANYK a kol. 2010)
3.2.3 Obsah alkaloidů Významnou vlastností čeledi Papaveraceae jsou vysoké obsahové látky alkaloidů. V máku setém jich najdeme celou škálu, avšak z hlediska rentability a příslušných šlechtitelských cílů je nejdůležitější zaměření na cílený obsah morfinu. Dále to může být tebain či kodein. Za tímto účelem se šlechtí tzv. vysoko-morfinové odrůdy. Protipólem vysoko-morfinových odrůd je rovněž šlechtění odrůd nízko-obsahových. Obsah morfinu v makovině se pohybuje v rozmezí 0,3-2,05%. (Obr. 3) (OSOBNÍ SDĚLENÍ I: VRBOVSKÝ 2013, VAŠÁK a kol. 2010)
3.2.4 Odolnost vůči patogenům 3.2.4.1 Odolnost odrůd k chorobám Plíseň máku (Peronospora arborescens B.), způsobuje zakrnění rostlin, deformace listu s pozdějším uhynutím celé rostliny. Helmintosporióza
máku
setého
(Helminthosporium
papaverin),
je
nejvýznamnější choroba máku. Přenáší se osivem. Při silném napadení prorůstá do (ÚKZÚZ SDO, 2012)
tobolky a mycelium znehodnocuje osivo.
10
Během šlechtitelské práce je pravidelně sledován a zaznamenáván výskyt významných chorob máku. Hodnocení stupně napadení šlechtitel zaznamenává pomocí stupnice 9-1, kdy stupeň 9 je hodnota nejpozitivnější (odolná) a stupeň 1 hodnota nejvíce negativní (náchylná). (OSOBNÍ SDĚLENÍ I: VRBOVSKÝ 2013) 3.2.4.2 Odolnost vůči škůdcům Krytonosec kořenový (Stenocarus ruficornis St.), larvy tohoto brouka ničí vyžíráním kořeny a tím hyne celá rostlina. Krytonosec makovicový (Neoglocianus maculaalba H.), dospělec způsobuje úživný žír na stoncích. Larvy v makovicích ničí plodonoš a vyvíjející se semena. (KUDELKA, KOCOUREK, BÁRNET a kol. 2012, ÚKZÚZ SDO, 2012) I zde platí obdobné hodnocení šlechtitelem a zaznamenávání pomocí stupnice 91. V praxi sleduje šlechtitel výskyt škodlivého činitele, avšak vlastnost odolnosti vůči napadení, je vlastností doprovodnou, která na sebe upozorní během selektivního výběru několika let. Odolnost vůči škůdcům je obecně ve šlechtění značný problém a málokdy se v tomto znaku projevují dostatečné genotypové rozdíly, aby se dalo efektivně cíleně šlechtit tímto směrem. (OSOBNÍ SDĚLENÍ I: VRBOVSKÝ 2013)
3.2.5 Odolnost proti poléhání Pro tento komplexní znak je významnějším faktorem genetické dispozice odrůdy, ale významný vliv na tento nežádoucí faktor má i dávka hnojení, především N. Rovněž zde šlechtiteli slouží hodnostní stupnice 9-1. (ÚKZÚZ SDO, 2012)
11
3.2.6 Výskyt „hleďáků“ Tobolce máku se po dozrávání otevřou chlopně pod bliznou, čímž má rostlina tendenci se přirozeně vysemenit. Pro účely zemědělského pěstění, je tento fakt nežádoucí a tedy šlechtiteli výrazně potlačován. Přijatelná hodnota „hleďáků“ v uznané odrůdě se pohybuje kolem 2-9%. (ÚKZÚZ SDO, 2012) Tobolka s uzavřenými chlopněmi je označována jako „slepák“. V současné době jsou registrovány výhradně odrůdy typu „slepák“, nicméně tendence k výskytu určitého podílů „hleďáků“ je odrůdová vlastnost. Značný vliv má i průběh počasí během dozrávání. (Obr. 4, 5) (ÚKZÚZ SDO, 2012)
3.3 Ideotyp máku setého Ideotyp máku setého v sobě zahrnuje podstatné znaky, vlastnosti či funkce rostliny, jenž by z ideálního hlediska měla splňovat každá rostlina pro maximální naplnění požadavků šlechtitele, potažmo pěstitele. (Obr. 6)
3.3.1Výška rostliny V současné době probíhají šlechtitelské směry ke spíše nižším odrůdám. Rostliny výšky 0,75-1m jsou dobrým předpokladem, pro zdravý růst rostliny a nízkou náchylností proti poléhání v případě nevhodných klimatických podmínek. (VAŠÁK a Kol. 2010)
3.3.2 Počet tobolek na rostlině Z tohoto hlediska jsou nejvhodnější rostliny máku setého považovány takové, které mají větvení postraních lodyh co nejmenší. Šlechtitel se proto cíleně zaměřuje na ty jedince, kteří nevětví vůbec, nebo mají max. 1 postranní lodyhu s tobolkou. Tento faktor hraje velice důležitou roli, především při sklizni, kdy je kladen důraz na jednotné dozrávání a kvalitu semen.
(FÁBRY a kol. 1992) 12
Značný vliv na větvení postraních lodyh má také nevhodně zvolená agrotechnika při příliš řídkém výsevu, kdy má rostlina mnoho místa a přirozeně se jej snaží zaplnit. (OSOBNÍ SDĚLENÍ I: VRBOVSKÝ 2013)
3.3.3 Počet semen v tobolce Počet semen v tobolce je vždy závislý na tvaru a velikosti tobolky. Vliv má rovněž nízký nebo naopak vysoký počet lamel uvnitř tobolky. Semena pro svůj ideální vývin a zrání, potřebují dostatek prostoru. Ideální počet lamel v tobolce je 12-14. Počet semen je závislý na výše zmíněných faktorech, avšak optimální rozmezí je 4 500-6 000 kusů semen. Hmotnost takovéhoto množství pak odpovídá 4,0 – 4,5g. (FÁBRY a Kol. 1992)
3.3.4 Tobolka a její tvar Tvar tobolky (makovice) je prvotním a jasně patrným znakem. Z hlediska optimálního tvaru jsou nejvhodnější tvary typu široce oválné či kulovité. Výrazným a pro šlechtitelskou činnost prioritním faktorem je absence ,,hleďáků“. Tedy typ „slepák“ je pro ideotypové potřeby jasným požadavkem. Tvar a počet paprsků blizny je závislý na počtu lamel uvnitř makovice. Zatímco počet paprsků, předurčuje pozdější výnos semene z jedné makovice, tvar paprsků blizny má funkci spíše fyzikální. Dle tvaru bliznového disku je nejideálnějším typem konvexní, případně obloukovitý tvar. Tyto typy umožňují odtékání vody z dešťových srážek a předchází tak onemocněním vznikajícím zvýšenou a dlouhotrvající vlhkostí na tobolce. (FÁBRY a kol. 1992, VAŠÁK a kol. 2010)
3.3.5 Barva květu Méně významným faktorem ideální rostliny máku je barevnost květu. V běžné praxi je nejrozšířenějším typem bílý květ s nafialovělou skvrnou, tzv. nehtem. Byť je mák setý rostlinou samosprašnou, je hojně navštěvován opylujícími včelami, které až 30% měrou rostliny doopylují a tím zvyšují podíl oplodněných vajíček v 13
pozdější tobolce. Bílá barva květu je tedy pro tento účel využití včel nejvhodnější, neboť láká včely nejvíce.
(FÁBRY a kol. 1992)
3.3.6 Ideotypová produkce Výnos semene:
2,0-2,2 t/ha
Výnos makoviny:
1,2-1,4 t/ha
Výnos morfinu:
10-12 kg/ha
Výnos oleje:
1,2-1,4 t/ha (VAŠÁK a kol. 2010)
3.4 Šlechtitelské směry Každý šlechtitel si je vědom svého cíle a proto jedna ze základních otázek šlechtění zní, pro jaký účel má nově vyšlechtěna odrůda posloužit. U máku setého jsou to tři základní směry.
3.4.1 Máky potravinářské V současné době je tento směr šlechtění nejdominantnější a v rámci České republiky prioritní. Potravinové máky musí splňovat především požadavek na vysoký výnos semene, barevnou vyrovnanost a minimální množství alkaloidů v tobolkách, které při zpracovávání ulpívají na semeni. Obsahová hladina morfinu v těchto odrůdách se pohybuje kolem 0,3-0,7 %. I přes střední až nižší obsah morfinu je možno makovinu využít jako surovinu ve farmaceutickém průmyslu pro izolaci tohoto alkaloidu. Barevná rozmanitost potravinových máku je bohatá. Nejtypičtější barvou je modrá přecházející z jejích odstínů do šedé až po černou. Barevné spektrum však zahrnuje i bílou, krémovou, žlutou, hnědou až po okrovou či červenou barvu. Chuťové vlastnosti těchto odrůd závisí na obsahu oleje. Byť se makový olej průmyslově nezpracovává a tedy pro tento účel odrůdy nešlechtí, je tento faktor sledován, právě pro předpoklad chuťového vnímáni. 14
(VAŠÁK a kol. 2010, VRBOVSKÝ 2011, OSOBNÍ SDĚLENÍ I: VRBOVSKÝ 2013,)
3.4.2 Máky průmyslové V rámci České republiky se jedná o šlechtitelský směr minoritní. Do této skupiny patří odrůdy šlechtěné pro vysoký obsah alkaloidů, především morfinu, thebainu a kodeinu. Tyto máky se vyznačují svou stříbřitou barvou semene. Obsah morfinu zaručuje minimálně 1 % v makovině. V současné době se na našem trhu vyskytují odrůdy s 1,5-2,5 % morfinu. Chuťové vlastnosti jsou potlačeny a přecházejí spíše do hořkosti. V rámci potlačení možnosti zneužít tzv. opiové máky se výzkum zaměřuje na využití Thebainového máku (Mák listenatý- Papaver bracteatum). U něho je totiž v praxi velice náročné, respektive nemožné zneužití narkomany na přípravu heroinu. V Austrálii (Tasmánii) je od roku 1997 vyšlechtěna odrůda Norman, která disponuje vysokým obsahem morfinu a oviparinu. (VAŠÁK a kol. 2010, ZEHNÁLEK 2002)
3.4.3 Máky ozimé České ozimé odrůdy máku setého nejsou v současné době v České republice k dispozici. Tento šlechtitelský směr je takřka v začátcích a proto pěstitelům může posloužit jediná registrovaná odrůda z Rakouska Zeno Plus. Tento šlechtitelský trend byť v malém rozsahu, v sobě ukrývá zcela jasné perspektivy. Odrůdy ozimého máku mají přednosti především, v předcházení špatnému vzcházení během jarních přísušků, výnosové výsledky jsou až o 40-56% lepší, nízký obsah morfinu 0,02%, vyšší obsah oleje o 5% a ranost sklizně, což může mít lepší ekonomický efekt. Charakteristickým znakem pro ozimou odrůdu pěstovanou v ČR (Zeno Plus), je světle fialový květ. Tato barva je patrně způsobena krajovou odrůdou kmene, z něhož byl později mák ozimý vyšlechtěn. (BARANYK a kol. 2010, DOBOS 2005)
15
3.4.4 Máky okrasné Tato skupina je pouze doplňková a pro produkční zemědělství nevýznamná. Máky okrasné se šlechtí pro své rozmanité barvy květů, pro zajímavý tvar makovic nebo k účelům suchých vazeb ve floristice.
3.5 Šlechtitelské metody Pro šlechtění máku setého je v současné době využíváno několik metod, ať tradičních ověřených desítkami let, či moderních jejichž vývoj se postupnou modernizací stále zdokonaluje. Zatímco ve světovém měřítku (Tasmánie, Indie, Maďarsko) se šlechtitelský trend ubírá především na šlechtění máku pro farmaceutické účely, tedy na obsahové látky alkaloidu v makovině, v rámci Evropy a České republiky je to šlechtitelský směr zdokonalující výnos a kvalitu semene. I přes využívání tradičních šlechtitelských metod mají šlechtitelé plně uspokojující výsledky, v podobě nových odrůd.
3.5.1 Přirozená selekce Jedná se o prvopočáteční metodu, kdy byly vybírány krajové odrůdy máku, které ve svých dobách splňovaly požadavky na pěstování a výtěžnost. Metoda spočívala ve výběru vizuálně nejlepších jedinců a jejich opakovaném vysévání. Hlavní roli zde hrál přírodní faktor, kdy nejodolnější a nejvýkonnější rostliny přežily, potažmo potlačili růst slabších jedinců. Takovýmto způsobem vznikly kmeny pozdějších krajových odrůd, které byly základem dalšího šlechtění za pomocí pokročilejších šlechtitelských metod. Mák setý byl v těchto dobách (17. - 19.stol.) výhradně zahradní rostlinou a tedy systematické šlechtění, jak jej známe dnes, zde neprobíhalo. (FÁBRY a Kol. 1992, VAŠÁK a Kol. 2010)
16
3.5.2 Hromadná selekce Jedná se o jednu z nejstarších šlechtitelských metod, která se využívala už i v dobách, kdy nebyly známy zákony genetické dědičnosti. Základní princip této metody spočívá v hromadném sesypu osiva vybraných rostlin a následně v jeho hromadného výsevu. Šlechtiteli využívajícímu tuto metodu postačí znát základní parametry (znaky) požadované odrůdy, jakým jsou výška, barva květu, tvar tobolky, barva semene apod. Hromadná selekce je závislá na intenzitě heritability ve sledovaných znacích a jejich projevů v pěstovaném prostředí. Tato metoda je rovněž účinná pouze v přirozených podmínkách, kdy je velká pravděpodobnost projevu v požadovaných znacích daného genotypu. Je tedy nemožné metodu využívat v umělém prostředí, jakým jsou skleníky či pěstební komory. Velký význam pro šlechtění touto metodou hraje zvolené místo pěstované odrůdy. Meteorologicko-klimatické a pedologické faktory jsou totiž významnými hybateli projevů genetických znaků. Na základě výše popsaných faktorů vznikaly především krajové odrůdy, které jsou charakteristické vhodností pěstování pouze v prostředí, v němž byly vyšlechtěny. (GRAMAN, ČURN 1998, CHLOUPEK, 1996, 2008)
3.5.3 Vnitrodruhové křížení U této metody dochází k faktické šlechtitelské činnosti, která je zajištěna cíleným křížením vnitrodruhových odrůd. Jako výchozí materiál jsou zde užívány právě krajové odrůdy, nesoucí v sobě takové vlastnosti, které jsou cílem šlechtitele kombinovat a získat tak odrůdy s novými vlastnostmi. V dnešní době se pro cílené křížení krajové odrůdy neužívají, neboť jejich pozitivní vlastnosti byly buď předány novým a dokonalejším odrůdám, nebo v sobě skrývají nežádoucí vlastnosti, jimž chce právě šlechtitel předejít. K nežádoucím
vlastnostem
krajových
odrůd
patří
především
barevná
nevyrovnanost semene, vysoký výskyt „hleďáků“, nízká produkce alkaloidů, náchylnost k poléhání či patogenním vlivům. 17
(FÁBRY a kol. 1992) 3.5.3.1 Příklad postupu vnitrodruhového křížení máku setého Každý šlechtitel si před samotným křížením musí být vědom šlechtitelského cíle, za jakým účelem má být křížení provedeno. Dle dostupných informaci o rodičovských rostlinách (odrůdy, kmeny, kandivary…) zjistí předpoklady nabízených kříženců. Určení matky ♀ a otce ♂, může hrát významnou roli, u znaků kódovaných mimojadernými geny, které jsou přenosné pouze po mateřské linii. Šlechtitel vychází z křížícího plánu a provedená křížení musí pečlivě zaznamenávat. (Obr. 7, 8) 1) Výběr mateřské rostliny (♀). Využije se blizna. 2) Výběr otcovské rostliny (♂). Využijí se tyčinky s pylem. 3) V dopoledních hodinách (dle aktuální teploty, vlhkosti) šlechtitel odebere z otcovských rostlin nerozevřená poupata květů a pečlivě je izoluje od ostatních. 4) Dle plánu vyhledá mateřskou rostlinu (♀) ve školce. 5) Vyhledá nerozevřené poupě mateřské rostliny. 6) Najde-li poupě, které dosud ve svých tyčinkách s prašníky neprodukuje pyl, provede ruční kastraci těchto tyčinek. Výběr musí být přísný a najde-li šlechtitel nepatrné známky produkce pylu v poupěti, vyhledá jinou rostlinu s poupětem odpovídajícím požadavkům. Naopak není vhodné pro tyto účely využít poupata málo vyvinutá, neboť ta nejsou fyziologicky připravena pyl přijmout. 7) Z přenosného izolátoru vyjme otcovské poupě. Rozevře jej, a pokud květ produkuje pyl, počne ho pomalu třecími pohyby nanášet na bliznu mateřské rostliny. 8) Ihned po opylení, je květ zaizolován. K tomuto účelu je u máku využíváno papírového sáčku, jenž zajistí výměnu plynů, dostatek světla, zamezí vniknutí cizího pylu, jenž by mohl být přinesen větrem, nebo hmyzem a předchází nežádoucímu vysychání blizny. 9) Izolovaná rostlina je pečlivě zaznamenána do šlechtitelského deníku a opatřena identifikačním štítkem, kde jsou základní informace o křížení. 18
♀
♂
A1 x B2 2012
10) Papírový izolátor je ponechán po celou dobu kvetení veškerých máků na poli asi dva týdny. To odpovídá dle makrofenologické stupnice máku 49-64 dní. 11) Sejmutí izolátoru. Ponechání identifikačního štítku na rostlině až do doby sklizně. 12) Ruční sklizeň samostatných izolovaných rostlin a jejich dosušení. 13) Ruční odsemenění+čištění, pečlivá evidence a uložení osiva dle databáze. (OSOBNÍ SDĚLENÍ I, II: VRBOVSKÝ 2013, VAŠÁK a kol. 2010)
3.5.3.2 Zpětné křížení Pro genetickou analýzu vyplývá z faktu, že hybrid heterozygotní v jednom znaku tvoří veškeré své gamety v poměru 1:1. Dominantní alela je zde z poloviny (50%) zastoupena, stejně jak alela recesivní (50%). Bude-li hybrid generace F1 zpětně křížen s recesivním rodičem, dosáhne šlechtitel generace štěpící v poměru 1:1. Šlechtitel zde může zpětně získat určitý znak, jenž byl při ,,prvním,, křížení potlačen. (KOVÁČÍK a kol. 1982)
3.5.4 Mezidruhové křížení Jeden z možných způsobů šlechtění máku je také křížení mezidruhové. I zde pokusy dokázaly, že tato cesta je uskutečnitelná. Metoda je založena na využití genetické výbavy rostlin vzdálenějších druhů. Zde se otevírá možnost nakřížit rostliny kulturního máku (mák setý) s rostlinami jiných příbuzných druhů, (planých, polokulturních či druhově odlišných). Šlechtitel by tím získal vlastnosti, které nejsou pro danou odrůdu reálné získat vnitrodruhovým křížením. Kupříkladu vyšší odolnost k virovým onemocněním, zimovzdornost, suchovzdornost nebo zvýšený obsah 19
konkrétního alkaloidu. Plané druhy máku díky přirozené evoluci a selekci takové vlastnosti mohou v sobě skrývat. Jako hlavní překážkou pro mezidruhové křížení je překonávání několika překážek souvisejících s mezidruhovými reprodukčně izolačními mechanismy. 1) Nezkřižitelnost: závisí na mnoha faktorech, jako je odlišná doba kvetení, anatomické rozdíly, nefunkčnost klíčení pylového zrna, klimatické podmínky, odlišný počet chromozomů, či nevhodně zvolená rostlina coby otec nebo matka. 2) Sterilita: překonají-li se překážky křížení a mateřská rostlina poskytne první osivo (F1) může se šlechtitel setkat s jeho nepoužitelností zapříčiněnou jeho sterilitou či sníženou fertilitou. 3) Projevy štěpení: jako další překážkou tohoto typu šlechtění je v generaci F1 a F2 možnost vysokého štěpícího poměru. Kupříkladu anatomické vlastnosti, jakou je např. neobvyklá výška dané rostliny. Získané vlastnosti jsou ve vysokém nepoměru a jejich ustálení nastává až ve vyšších generacích. (GRAMAN, ČURN 1998) Jsou známy níže uvedené pokusy s mezidruhovým křížením, kdy se náročný proces vydařil. M. setý (P. somniferum) (2n=22) x M. listenatý (P. bracteatum) (2n=42) M. setý (P. somniferum) (2n=22) x M. štětinkatý (P. setigerum) (2n=44) M. východní (P. orientale) (2n=42) x M. setý (P. somniferum) (2n=22) M. setý (P. somniferum) (2n=22) x (P. caucasicum) (2n=14) M. setý (P. somniferum) (2n=22) x M. zahradní (P. pseudocanescens) (2n=28) (P. triniifolium) (2n=28) x M. nahopurný (P. nudicaule) (2n=14) (FÁBRY a kol. 1992) Obecně vzato tento způsob křížení je dosti problematický, byť může posloužit k velice zajímavým výsledkům. Avšak náročnost a propracovanost šlechtitelského postupu mezidruhové křížení u máku není v současné době dostačující. 20
3.5.5 Rodokmenová + směšovací metoda Rodokmenová metoda, je nejpoužívanější šlechtitelskou metodou tradičních šlechtitelských postupů u nás. U máku setého, coby samosprašné a částečně cizosprašné rostliny, je tato metoda hojně využívaná a často kombinována s metodou směšovací. Metoda plynule navazuje na řízené křížení rodičovských rostlin v první generaci po sklizni. Generací F1 tedy začíná metoda, kdy je vyseto smísené osivo vzniklé křížením a šlechtitel sleduje projevy genetických vlastností získaných po rodičích. Během množení generací v několika letech dochází k postupné homozygotizaci a k hromadění homozygotních lokusů. Cílem je tedy aby se zvětšovala genetická variabilita mezi liniemi a uvnitř linie se snižovala. V opakovaném přesévání nových generací dochází k jednak přirozené, tak i umělé selekci. Přirozená selekce usnadní šlechtiteli výběr linii, které budou pokračovat do dalšího roku a postoupí tak do další generace. Tato metoda je rovněž praktikována v polních a tedy přirozených podmínkách, aby byl umožněn tlak konkurenceschopnosti. Zde má šlechtitel možnost porovnání variabilních linii v zapojeném porostu, během několika let, kdy panují rozdílné environmentální podmínky a pedologické složení místa pěstování je rovněž rozdílné. Výhody metod: a) vyloučení nevhodných genotypů v prvních letech b) rozdílné podmínky pěstování během let (počasí, škůdci, choroby) c) známá genetická posloupnost linii zpřesňující selekci Nevýhody metod: a) složitá evidence b) přirozená selekce, může produkovat nežádoucí genotyp c) nevhodná pro netypické pěstitelské podmínky d) dlouhodobé šlechtění a finanční náročnost 21
(GRAMAN, ČURN 1998, CHLOUPEK 2008) 3.5.5.1 Příklad postupu šlechtění kombinace rodokmenové a směšovací metody 1) Výsev osiva do šlechtitelských školek, kde šlechtitelská metoda začíná u rostlin F1 generace. Šlechtitelská školka je složena z množství parcel o výměře 2,5 m2, každá parcela představuje jeden F1 materiál – křížence vybraných rodičů. (Obr. 9) 2) Před rozkvětem dochází k izolaci vybraných rostlin (kmenové matky). Izolací se zabrání možnému opylení nežádoucím pylem. K tomuto účelu se užívá v současné době pergamenový sáček + identifikační štítek s kódem pěstované linie a pořadovým číslem rostliny v linii. Izolovaných rostlin je v jedné školkařské parcele 4ks, dle rozhodnutí šlechtitele. 3) Osivo získané směsí vybraných rostlin z generace F1 je v dalším roce vyseto do generace F2. Zde je běžný výskyt neuniformity, kdy je každá rostlina jiná, neboť v této generaci dochází k vysokému štěpícímu poměru. Je zde uplatňován individuální výběr rostlin. 4) Po sklizni dochází k laboratorním a vizuálním analýzám, kdy jsou dle požadavků na šlechtitelský cíl vybírány kmeny pro výsev dalších generací. a) barevná vyrovnanost osiva b) tvarová vyrovnanost tobolek / výnos c) stanovené obsahových látek metodou TLC(morfin, kodein, tebain)
5) S generací F3-F4 šlechtitel během vegetační doby zaznamenává celou řadu projevů a znaků daných kmenů. (Obr. 10) a) růstové fáze b) vzhledové projevy (výška, barva listu, doba a barva květu, tvar makovice) c) odolnost vůči patogenům (helmintosporióza, plíseň máku apod.) d) odolnost vůči škodlivému hmyzu (mšice maková, krytonosec kořenový apod.) 22
6) Vyšší generace F4 již podléhá výnosovým zkouškám. Pod zkratkou MZV (Mikro Zkoušky Výkonu) se tedy ukrývá generace, jež prošla 4-5letým cyklem sledování a přirozené selekce. Je zde při izolaci mateřských rostlin kladen důraz na výběr nejkvalitnějších a zároveň nejvyrovnanějších rostlin odpovídajících genotypu určité linie. 7) Generace F5-F8 pod šlechtitelskou zkratkou ZV (Zkoušky Výkonu) a MPZ (Mezi staniční Před Zkoušky), by měli být již dostatečně homozygotní a tedy sledování projevů jednotlivých genotypových linii, probíhá ve velkých parcelách o velikosti 10m² a 5-ti řádcích. Stále však probíhá izolace mateřských rostlin pro získání osiva další generace. Jednotlivé kandivary splňující šlechtitelský cíl jsou zkoušeny na několika místech v rámci republiky. Je tedy možnost porovnat projevy i na odlišných lokalitách s všeobecně jinými podmínkami. Zde se již mechanizovaně sklízí celé parcely a vyhodnocují se výnosové schopnosti kandivarů i obsahové látky, včetně barevné vyrovnanosti osiva. 8) Rozhodne-li šlechtitel na základě pravidelných a vyrovnaných výsledků z analýz či polního hodnocení o schopnosti kandivaru uspět v SOP (Státních Odrůdových Zkouškách) přihlásí potencionální odrůdu pod speciálním kódem např. OP-P-10 (Opava-Papaver-pořadové číslo) ke zkouškám v ÚKZÚZ. Doba zkoušení trvá v závislosti na klimatických podmínkách min. 2 a max. 4 roky. Během této doby jsou dle schválené metodiky sledovány genetické projevy linie (odlišnost, stálost, uniformita) a porovnávány hospodářské vlastnosti oproti kontrolním odrůdám. Každý rok, případně během roku, je šlechtitel vyrozuměn o výsledcích zkoušené linie. (Obr. 11- 18) Proběhne-li zkušební doba bez problému, dochází ke schválení nové odrůdy, pod názvem, který si zvolí šlechtitel. Odrůda je poté uvedena v SDO (Seznam Doporučených Odrůd) a následně ve Společném katalogu odrůd druhů zemědělských rostlin („Evropský katalog“). Poté je možné odrůdu využít ke komerčním účelům.
(GRAMAN, ČURN 1998, CHLOUPEK 2008, OSOBNÍ ZDĚLENÍ I: VRBOVSKÝ 2013)
23
3.5.6 Mutageneze Pro zajištění genetické variability znaků, je dlouhou dobu známá metoda mutageneze. Mutageneze je proces, při němž se pomocí umělého zásahu způsobí kvalitativní změna „skokem“ a pozmění se tak genetická vlastnost daného genotypu. Tato metoda se užívá při potřebě docílit znaku, jehož není možné získat dlouhodobou cestou křížení či výběrem. V Tasmánii byla touto cestou vyšlechtěná známá, avšak přísně střežená thebainová odrůda Norman. Tamním šlechtitelům se podařilo ,,vypnout,, gen způsobující produkci morfinu a kodeinu a tím navýšit produkci dominantního alkaloidu Thebainu až do 3%. Rovněž v Indii byli šlechtitelé úspěšní. Těm se podařilo vyšlechtit odrůdu Sujata, která vznikla kombinací působení chemomutagenu a gama zářením. V praxi se užívají chemické a fyzikální mutageny. Chemické mutageny: etylmetanosulfát (EMS) dietylsulfát (DES) Fyzikální mutageny: rentgenové záření (záření X) neutronové záření beta (β), gama (γ) záření ultrafialové (UV) záření Pomocí mutageneze můžeme docílit čtyř typů mutace. 1) Genomová mutace: zapříčiňují změnu zvýšením či snížením počtu chromozomů. 2) Chromozomové mutace: způsobují chromozomální aberace (deficience, duplikace, delece) 3) Genové mutace: způsobují změnu nukleotidových bázi v řetězci DNA. 4) Nechromozomové mutace: zapříčiňují projev v cytoplazmě a pozměněna DNA je přenášená do dalších generací cytoplasmou vaječné buňky. (CHLOUPEK 2008, FÁBRY a kol. 1992, VAŠÁK a kol. 2010) 24
3.5.6.1 Příklad postupu mutageneze u máku setého Mutageneze zaměřená na ovlivnění semen, pomocí chemického mutagenu EMS. Den 1: Na Perrtiho misku byla na filtrační papír k naklíčení přenesena semena máku setého odrůdy A, B, C, D vždy po 100ks semen. Den 2: Semena přenesena do nových Petriho misek. Aplikace chemomutagenu etylmetanosulfát (EMS) za pomocí laboratorní mikropipety. Den 3: Po době kultivační tmy opětovná aplikace EMS Den 4: Vizuálně patrny první klíčky. Den 5: Vizuálně patrny děložní lístky. U všech odrůd patrná retardace. Den 6: Kultivace za světla a tmy. Opětovné dodání roztoku EMS Den 7: Kultivace pokračuje bez horních víček Petriho misek. Zvyšující se dávky 3x denně EMS. Den 10: Naklíčené rostliny přesazeny do sadbovačů a umístěny do skleníkových podmínek. Vizuálně patrny retardace růstu, deformace kořene, barevné odstíny listu aj. Počet změněných jedinců: A-8 rostlin, B-20 rostlin, C-11 rostlin, D-5 rostlin. Den 25: Rostliny přeneseny ze sadbovačů do volné (izolované) půdy, kde probíhají zbývající makrofenologické fáze růstu. Den 52: Izolace proti cizosprašení. Den 62: Odstranění izolace Den 93: Ruční sklizeň tobolek Získané osivo šlechtitel využívá pro rozbory či analýzy a pokračuje klasickými šlechtitelskými metodami např. rodokmenovou. (OSOBNÍ SDĚLENÍ I, II: VRBOVSKÝ 2013)
25
3.5.7 Polyploidizace Využití polyploidie, jakožto dalšího druhu mutace, je ve šlechtění máku setého spíše okrajovou záležitostí. Touto metodou je šlechtitel schopen připravit výchozí materiál, pro následné šlechtění nové odrůdy. Princip tohoto způsobu šlechtění je závislý na zvyšování sad chromozomu. Výsledkem tohoto efektu je především zvyšování objemu rostlinné hmoty, delší vegetační doba, odolnost proti chladu, zvýšení počtu průduchu na listech nebo sytější barva celé rostliny. Pro umělé vyvolání polyploidizace se užívají tyto indukční faktory. Fyzikální: Teplotní šoky, centrifugace, ozařování… Chemické: Acetnaftenové a chloroformové páry, linolinová pasta nebo kolchicin (ten je nejužívanějším prostředkem).
U máku setého byly pozorovány následující efekty. 1) Silnější tvorba voskové vrstvy Pro šlechtitele je zde možnost uplatnění šlechtitelského cíle na rezistenci vůči chemickému ošetření. 2) Tloustnutí lodyhy. Šlechtitel tohoto efektu může využít, pro šlechtění odrůd, odolných vůči poléhání. 3) Tvorba silnější tobolky S tímto efektem, se šlechtiteli nabízí možnost zaměření se na výnosové hodnoty makoviny pro farmaceutické účely. Vzhledem
k provedeným
zásahům
a
určitým
zákonitostem
důsledku
polyploidizace, je však u máku setého pravděpodobný předpoklad snížené fertility a následné snížení počtu semen v tobolce. Této metody lze využít u šlechtění máku s technickým zaměřením. Kupříkladu máky pěstované na produkci alkaloidů, jakým je
26
Thebainový mák- mák listenatý (Papaver bracteatum), což je vytrvalá bylina, kdy se pro technické účely sklízí celá rostlina.
(GRAMAN, ČURN 1998, FÁBRY a kol. 1992, CHLOUPEK 2008) 3.5.8. Hybridní šlechtění I u máku setého dochází v posledních letech ke snahám vyšlechtit hybridní odrůdy, jenž by, značnou měrou převyšovaly výnosové schopnosti liniových odrůd. Základním principem šlechtění hybridních odrůd je dosáhnout heterózního efektu prokřížením dvou, tří i více rodičovských komponentů, které se projevují dobrou kombinační schopností. Tyto rodičovské komponenty musí vykazovat schopnosti slučitelné se šlechtitelským cílem. Cílem hybridní odrůdy je, aby v první generaci F1 byl maximální heterózní efekt a získané osivo projevovalo maximální užitné hodnoty. Vzhledem k finanční náročnosti šlechtění a udržování hybridního osiva, je i cena výsledného produktu, oproti liniovým odrůdám, značně vyšší. Cena F1 osiva, však má své přednosti a pěstiteli se investice vyplatí.
(GRAMAN, ČURN 1998, CHLOUPEK, 2008) Mák setý nemá v současné době žádnou hybridní odrůdu. Jedinou výjimkou byla v 50. letech registrována odrůda Hybrid HD, kdy mateřské odrůdě Hanácký modrý byly ručně kastrovány tyčinky před samoopylením a namísto toho mechanicky aplikován pyl z otcovské odrůdy Dětenický bělosemenný. Výnosové schopnosti hybrida dosahovali 20% navýšení oproti tehdy kontrolním odrůdám, jakým byly Hanácký modrý a Azur. Náročná příprava osiva, však neumožňovala rentabilní návratnost a proto se od jediné hybridní odrůdy máku setého upustilo. (VAŠÁK a kol. 2010)
3.5.9 Šlechtění pomocí in vitro kultur Moderní šlechtitelská metoda, jenž napomáhá šlechtiteli v jeho práci, je založena na množení explantátových kultur s množstvím genetického materiálu umožňující sledování, kontrolu a selekci v laboratorních podmínkách. Každá část rostliny (živého 27
pletiva) soubor více orgánů, orgán samotný, jeho část nebo i jediná buňka, jsou schopny v umělých podmínkách vytvořit celistvou rostlinu. Hlavní prioritou této metody však je značné urychlení celého šlechtitelského procesu, kdy počáteční genetickou vybavenost rostliny usměrníme v in vitro podmínkách a je rovněž možnost získat větší množství totožných jedinců. Používané kultury v in vitro podmínkách: • Meristémové kultury: izolované meristémy se kultivují a je z nich možné získat celou rostlinu, která bude totožná s rostlinou výchozí. • Embryokultury: zde se v kultivaci užívají semenná embrya nebo proembrya. • Klonování: z počátečního materiálu je možné získat v relativně krátkém čase velký počet identických jedinců z výchozího materiálu dané rostliny. • Kalusové kultury: indukce je uskutečnitelná z každého druhu rostlinného pletiva. • Buněčné kultury: využití diferenciace rostlinných buněk v tekutém médiu. • Kultury prašníku a mikrospor: zde se pro in vitro kultury užívá genetické výbavy pylu. Ve šlechtitelské praxi je tato metoda běžnou součástí šlechtitelského procesu, avšak nese sebou značnou finanční náročnost a odbornost pracovního personálu.
(GRAMAN, ČURN 1998, BEDNÁŘ, VYHNÁNEK 2011)
3.6 Analytické a rozborové metody ve šlechtění V současné době existuje celá škála pomocných šlechtitelských metod, které jsou šlechtiteli prospěšné a na jejichž výsledcích je rozhodnuto o selekci a postoupení šlechtitelského materiálu do dalších let celého šlechtitelského procesu. Mezi takovéto metody patří vizuální hodnocení genetického materiálu dle deskriptorů, barevná vyrovnanost osiva nebo digitální obrazová analýza. Neméně důležité metody jsou ty, které jsou zaměřený na chemické hodnocení obsahových látek.
28
I u máku setého jsou okrajově využívány také metody sledující genetickou výbavu šlechtitelského materiálu na úrovni DNA a pro hodnocení jejích genomu.
3.6.1 Hodnocení dle morfologického deskriptoru Pro šlechtitelskou praxi, kdy je šlechtitel odkázán na subjektivní hodnocení genotypových materiálů, byl vypracován klasifikátor morfologických znaků máku setého, který je hojně užíván během polního hodnocení, stejně tak při analýzách sklízeného materiálu. (Obr. 19-24) Morfologické deskriptory jsou zaměřeny na: a) Stonek-štětinatost pod tobolkou (chybí, střední, velmi silná…) b) List-postavení (vzpřímený, polopřevislý…) c) Květ-korunní plátky/okraj (celokrajné, pilovitý, vykrajovaný…) d) Tobolka-tvar (eliptický, kulovitý, válcovitý, hruškovitý, srdčitý, ledvinovitý…) e) Tobolka-bliznový disk/tvar (miskovitý, plochý, konvexní, nálevkovitý, můstkovitý...) f) Tobolka-bliznový disk/tvar laloků (zašpičatělý, zaoblený, obdélníkovitý…) (HAVEL a kol. 2008)
3.6.2 Vizuální hodnocení Sklizený materiál (makovice+semeno) jsou podrobeny vizuálnímu hodnocení šlechtitele. Při tomto hodnocení je šlechtitel vázán šlechtitelským cílem a kupříkladu šlechtění máku setého modré barvy, tak podléhá přísné selekci a evidenci barevnostních odchylek od odstínu modré barvy. Tato práce vyžaduje mnoho času, neboť je zde hodnocen obsah každé makovice zvlášť a jednotlivé kmeny musí odpovídat uniformitě. Jakákoli odchylka či fatální barevná odlišnost je pečlivě evidována a po konečném vyhodnocení, nebo dohledání příčiny, je selektována. (OSOBNÍ SDĚLENÍ I, II: VRBOVSKÝ 2013)
29
3.6.3 Hodnocení dle digitální obrazové analýzy Digitální obrazová analýza (DOA), je jedna z nemodernějších metod, využívaná při sledování rozmanitostí šlechtitelského materiálu a posuzování morfologických, strukturálních i barevnostních odchylek jednotlivých linii. Využitím DOA je možné hodnotit morfologickou stavbu listu, květu či makovice. A to nejenom tvarové rozdíly, ale i barevnou rozmanitost a vyrovnanost semene, tak i jejich velikost. Výhodou této metody je měřitelnost některých jinak neměřitelných znaků, jenž šlechtiteli napomohou při selekčním výběru a hodnocení uniformity materiálu. Samotné snímací zařízení je složeno z podložky+stojanu+objektivu+fotoaparátu, počítače+ softwaru a kvalitního osvětlovacího systému. Je zde kladen vysoký požadavek na kvalitní a stejnoměrné osvětlení snímané plochy se vzorkem, stejně tak i omezení stínů. Během instalace snímaného vzorku je vhodné využít rastr nebo šablonu, pro jednotné umístění. Snímatelná plocha obyčejně obsahuje několik vzorků jedné odrůdy. Zavede-li se vhodný systém snímání, je možné za relativně krátký čas nasnímat velké množství vzorků. Získané snímky je vhodné ukládat v co nejkvalitnějším formátu (př.tiff), tím je zajištěno objektivní měření s nejvyšší přesností. Digitalizovaný snímek je možné upravit do námi požadované podoby a kupříkladu prahováním jsou nalezeny významné body a vzdálenosti mezi nimi. Tyto body získané ze vzorku jsou srovnávány s kalibračním vzorkem o známých rozměrech. Celý hodnotící proces je zajištěn speciálním softwarem DOA, čímž je možné hodnotit několik hledaných znaků najednou. Kupříkladu u tvaru makovice hodnotíme současně celkovou velikost, šířku, výšku, žebrování či tvar bliznového disku. Tato metoda je využívaná v době vegetační, kdy probíhá hodnocení čerstvých částí rostlin, avšak následné vyhodnocení je možné provádět až v době, kdy není šlechtitel zahlcen polními pracemi. Získané snímky a hodnoty, jsou dle příslušného softwaru ukládány v např. excelu a následně podléhají porovnávacím metodám. (SMÝKALOVÁ, SEIDENGLANZ, HAMPEL 2012)
30
3.6.4 Molekulární analýza DNA u máku setého Technický pokrok významně zasáhl i do šlechtitelského procesu, kdy je dnes možné molekulárně-genetickými metodami posoudit genetickou výbavu určité rostliny máku, porovnat úroveň genetické diverzity mezi odrůdami, nebo se zaměřit na konkrétní gen, který je pro šlechtitele důležitý. K těmto metodám patří např. iPB / IRAP (inter-primer binding site / interetrretrotransposon amplified polymorphism). Touto metodou je možné dosáhnout popisu genetické diverzity máku setého a jednotlivé vzorky vzájemně porovnávat. Již v devadesátých letech minulého století, se zavedly do praxe nové amplifikační metody, které jsou schopny vytvářet specifické fragmenty nukleových kyselin. Metoda PCR (Polymerase Chain Reaction – Polymerázová řetězová reakce), je jednou dnes běžně využívanou metodou. Zde se nukleové kyseliny syntetizují v podmínkách in vitro přičemž se použijí dva oligonukleotidy o známých sekvencích, jež ohraničí amplifikované DNA fragmenty. Metoda využívající PCR je např. RAPD metoda (Random Amplified Polymorphic DNA – polymorfismus délky náhodně amplifikovaných fragmentů DNA), která je známa z počátku 90. let 21. století. Zde je využito pouze jednoho primeru a není nutné znát sekvenci konkrétní oblasti DNA. „Vytváření RAPD markerů je založeno na pravděpodobnosti, že sekvence DNA komplementární k použitému krátkému primeru se v templátové DNA na obou řetězcích vzájemně vyskytují v takových vzdálenostech, které jsou pomocí PCR reakce ještě amplifikovatelné.“ (BARÁNEK, MORAVCOVÁ, PIDRA, 2006), (Obr. 25) Výše popsaná metoda je možné využít k hodnocení genetické diversity máku setého, kdy je sledován polymorfismus na úrovni DNA. Tato spíše doplňková metoda tedy poodhalí populačně-genetické charakteristiky, jakými jsou vnitřní či mezipopulační heterozygotnost, příbuznost odrůd, linii, kmenů, stupeň samosprašní, evoluční studie nebo genů způsobující určitý znak. (SNUSTAD, SIMMONS, 2009.)
31
3.6.5 Využití NIR spektrometrie v hodnocení obsahových látek Nedílnou součástí šlechtitelské práce a směrodatnými body v hodnocení šlechtitelského materiálu, jsou výsledky laboratorních rozborů. U máku setého to jsou především rozbory obsahových látek makoviny a semene. Makovina je podrobena analýze především na obsah alkaloidů, jakým jsou morfin, tebain a kodein. Dále je obvykle semeno podrobeno analýzám hodnotícím obsah oleje a skladbu mastných kyselin. Spektrometrie v blízké infračervené oblasti je nedestruktivní metoda, při níž je možné analyzovat vzorky šlechtitelského materiálu na přítomnost požadovaných látek. Tato metoda je založena na aktivních částech většiny molekul nacházejícím se v infračervené
oblasti,
přičemž
tyto
molekuly
jsou
schopny
pohlcovat
elektromagnetické záření v rozmezí vlnových délek 2,5 – 0,78μm. Během analýzy je vzorek měřen třemi veličinami v závislosti na použité vlnové délce: • absorbance (pohlcení) • transmitance (propustnost) • reflektance (odražení) Kombinací těchto měřených veličin, je možné zjistit obsahové látky vzorku, neboť každá látka má odlišné vlastnosti. Kvalitativní hodnocení je závislé na porovnávacím spektru, standardů či spektrální knihovny, pro specifickou látku. Pro šlechtitele je zde především možnost identifikace veškerých látek, jenž ho při šlechtění zajímají, velikost částic, obsah vody (vlhkost), pevnost apod. Hlavní výhodou užívání této analytické metody je především nenáročná příprava vzorků (není potřeba vzorek chemicky upravovat), rychlé snímání vzorků (řádově 25min), nedestruktivnost zkoumaných vzorků (šlechtitelský materiál, jehož bývá menší množství a je tedy možné po analýze dále použít k šlechtitelské práci).
32
Nevýhodou této metody je především vysoká pořizovací cena přístroje. U snímání obsahových látek alkaloidů je potřebná pečlivá a jednotná příprava co nejjemnější makoviny a časově náročné zpracování a vyhodnocení naměřených výsledků. Složení NIR spektrometru: 1) Zdroj záření (halogenová žárovka) 2) Monochromátor (slouží pro výběr vlnové délky) 3) Kolona se vzorkem (tou prochází záření) 4) Detektory (např. InGaAs, PbSe a Si) (MÍKA a kol. 2008, DOBROVOLNÁ, BRÁT 2004, DOHNAL a kol. 2009, HRUŠKOVÁ, PŘÍHODA 2007, OSOBNÍ SDĚLENÍ II. 2013)
33
4. Vlastní komentář k řešené problematice Šlechtění máku setého je ve střední Evropě a tedy i v České republice poměrně rozšířeno. Je to způsobeno především kulturním významem, jaký mák v naší zemi a Evropě má a navíc kvetoucí máky zkrášlují naší krajinu. (Obr. 26-37)
4.1 K šlechtitelským cílům I zde je šlechtitel vázaný na požadavky poptávky trhu. V současnosti je poptávka máku setého orientována především na vysoký výnos a modrou barvu semene. Tyto dva základní požadavky jsou pro šlechtitelé směrodatné. Byť je v tomto oboru mnoho možností využití genetické variability, jakou je kupříkladu barevnost semene, konečný produkt a tedy šlechtitelský cíl např. hnědé, oranžové či nazelenalé semeno, je pro trh nezajímavé a nevyužitelné. Šlechtitel tedy své šlechtitelské cíle směřuje k farmaceuticky zajímavým odrůdám, popřípadě odolnosti schopných odrůd, vůči škodlivým činitelům.
4.2 K ideotypu máku setého Ideální rostlina máku setého, jak bylo popsáno v kapitole 3.3, je rostlinou pravděpodobně nereálnou a k ideotypu je možné se v reálu pouze přiblížit. Avšak snahy o takovou-to rostlinu nadále přetrvávají a přetrvávat budou, byť si je každý šlechtitel vědom, fyziologicko-genetických zákonitostí rostliny, kde velmi často platí, že dominantnost jednoho znaku jde na úkor znaku jiného. Kupříkladu je značně obtížné dosáhnout vysokého výnosu semene a zároveň vysokého výnosu morfinu z makoviny. Dlouhodobým sledováním je prokázáno, že jedna vlastnost jde na úkor vlastnosti druhé. Šlechtitel tedy pro svou odrůdu vybírá vždy vlastnost pro trh zajímavější, jenž najde uplatnění ve zpracovatelském průmyslu.
34
4.3 Ke šlechtitelským směrům Šlechtitelský směr je dlouhodobé rozhodnutí, které není možné měnit dle aktuální poptávky na trhu. Vzhledem k odlišným směrům, jak byly popsány v kapitole 3.4, je důležité znát veškeré informace a mít dostatek zkušeností, aby měl šlechtitelem zvolený směr smysl a výsledky. Šlechtění vysoko morfinových odrůd, typické pro oblast střední Asie, je naprosto nemožné použít ve šlechtění středoevropském, a to z prostého důvodu, jakým je délka dne. Proto se v naších podmínkách musíme spokojit s obsahovými hodnotami morfinu, jen jako s doplňkovým přínosem. Kombinace šlechtitelského směru na výnos a barvu osiva, je možná a v praxi je patrná pozitivní korelace. Navíc uniformní barevnost semene a jeho výnosová hmotnost, je požadavek, díky potravinářskému využití
ve středoevropských
podmínkách prioritní. Poměrné mladým směrem, s celou řadou předností, je šlechtění máku ozimého. Dle mého názoru je to směr správný a v blízké budoucnosti rentabilnější. Avšak nevýhodou může být v posledních desetiletích nestálost klimatických podmínek během zimních měsíců a tím i vyšší riziko konečného zisku. To je však výzva šlechtitelům, aby se s těmito přírodními nástrahami vypořádali a vyšlechtili odrůdu, která by odolala hydro-klimatickým výkyvům.
4.4. Ke šlechtitelským metodám Jak je podrobně rozepsáno v kapitole 3.5, existuje ve šlechtění máku setého celá řada šlechtitelských metod a přístupů, a to se, ať v českých, evropských nebo světových šlechtitelských ústavech či stanicích. Při detailnějším pohledu na české šlechtění máku setého, je zde nejzásadnější pochopitelně otázka ekonomická. V naší zemi je bohužel zemědělství, bráno jako cosi nepotřebného a okrajového, jenž přináší to, co si můžeme ze světa kdykoli a levněji koupit. Kupříkladu je možné zakoupit osivo ze zahraničí, kde dosahuje ohromných výsledků, ale v tuzemských podmínkách jsou nevhodné a ekonomická návratnost, byť se zdá z prodejní ceny osiva výhodná, je mizivá. Ano tento fakt, je skutečností. Avšak 35
současný stav je nepřijatelný, neboť šlechtitelská činnost je neodmyslitelnou součásti zemědělství, coby záruka posunu, inovací a řešení problémů spojenými s agrotechnikou. Jak je výše uvedeno, zemědělství je odsunuto do pozadí celorepublikových zájmů, také zemědělský výzkum a šlechtitelská činnost je poměrně často opomíjena. Od tohoto se přirozeně odvíjí míra využívání šlechtitelských metod. Tradiční šlechtitelské metody jsou jakousi stálicí, bez níž by se polní šlechtitelství neobešlo a není zcela ideální je nahradit metodami moderními. Vždy zůstane potřebné sledovat zkoušený materiál a hodnotit jeho projevy v jednotlivých lokalitách, klimatických a půdních podmínkách či ročnících. Pochopitelně je zde celá řada omezení a chyb. Kombinování veškeré šlechtitelské činnosti, jakým jsou křížení, izolace, hodnocení a výběry, je úzce vázáno na aktuální stav počasí, čas, množství odborných pracovníků a v neposlední řadě financí. Moderní metody, jsou zaměřeny na zkoumání molekulární genetiky, nebo chemie a jejich možné využití v tradičním šlechtitelství, je dnes zcela běžné. Tyto metody slouží především pro efektivnější hodnocení a hledání projevů či znaků, jenž jsou šlechtiteli v polních podmínkách skryty a pro selekci vhodných kmenů nepostradatelné.
36
5. Závěr Šlechtitelských metod používaných k šlechtění máku setého, je celá řada. Jak je uvedeno v textu předkládané bakalářské práce, existují metody jednoduché, tradiční přes doplňkové, až po nejmodernější, které jsou v praktickém šlechtitelském procesu vzájemně kombinovány, a nelze jednostranně využívat pouze jedinou. Jak přirozená či umělá selekce, výběrové křížení je několik let opakováno a genetický materiál přeséván a následně hodnocen. Dlouhá doba, z ekonomického hlediska, není předností tradičního šlechtitelství, avšak dává možnost, důkladným prověrkám linii nových odrůd, aby byly odzkoušeny v jiných lokalitách a především v jiných klimatických podmínkách, neboť platí pravidlo, že každý rok je jiný. A šlechtitel často praví: „Takový rok nepamatuji.“ Šlechtitel je během let vázán na požadavky zemědělského trhu, přičemž musí zároveň vidět do budoucnosti, aby šlechtitelské výsledky byly zúročeny v době, kdy budou požadovány. Šlechtění máku setého, v naší zemi tradiční zemědělskou plodinou, má tedy navzdory výkyvům perspektivní budoucnost a šlechtitelství má smysl. Za pomocí tradičních a progresivních metod, lze očekávat nové odrůdy, které budou na trhu žádané a plně uspokojí požadavky odběratele osiva i konečného spotřebitele.
37
6. Souhrn a Resume VYUŽITÍ TRADIČNÍCH A PROGRESIVNÍCH ŠLECHTITELSKÝCH METOD VE ŠLECHTĚNÍ MÁKU SETÉHO Šlechtitelská činnost zabývající se šlechtěním kulturních odrůd máku setého, má v České republice mnohaletou tradici. Předkládána práce se zabývá jednotlivými metodami, které se při šlechtění používají. Popisované metody, jsou zde řazeny od nejjednodušších, obyčejně nejstarších, přes stávající osvědčené, až po moderní, ne vždy a všude rozšířené. Šlechtitelské metody se dají využívat jak samostatně, tak i kombinací jednotlivých metod navzájem. To se týká především doplňkových metod, uplatňujících se při rozborových analýzách morfologických deskriptorů a obsahových látek. Je zde rovněž poukázáno, na šlechtitelské cíle a směry vztahující se k šlechtění nových odrůd máku setého, jakými jsou výnosové hodnoty semene, barevnost semen a obsahové látky v semeni či makovině. KLÍČOVÁ SLOVA: Mák setý, šlechtění, šlechtitelská metoda, kmen, linie, odrůda.
USE OF TRADITIONAL AND PROGRESSIVE BREEDING METHODS FOR BREEDING POPPY Breeding activity dealing with the cultivation of cultural varieties of poppy, has a long tradition in the Czech Republic. Presented work deals with the various methods that are used for breeding. Described methods are arranged on the base of thein tradition. It means from the simplest, usually the oldest, over the current best, to modern, not always and not everywhere widespread. Breeding methods can be used either separately or in a combination within other methods. This regard particularly complementary methods applied within mechanical analyzes of morphological descriptors and content materials. In presented work are also pointed out, breeding objectives and guidelines prefered within the breeding of new varieties of poppy, such as the value of seed yield, seed colors and content of the substance in the seed or empty capsules. KEYWORDS: poppy cultural, plant breeding, breeding method, tribe, lines, variety 38
7. Seznam použité literatury •
BARÁNEK,
Miroslav,
MORAVCOVÁ,
Kateřina
a
PIDRA,
Miroslav. Biotechnologie v zahradnictví: návody pro praktická laboratorní cvičení. 1. vyd. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2006, 45 s. ISBN 80-715-7937-8. •
BARANYK, Petr. a kol. Olejniny. 1. vyd. Praha: Profi Press, 2010. ISBN 808672638X.
•
BEDNÁŘ, Jan a VYHNÁNEK, Tomáš. Genetika rostlin. Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2004, 146 s. ISBN 80-7157814-2.
•
DOBOS, Georg, Sdružení český mák informuje: 4. makový občasník. Praha: Sdružení český mák s.r.o., 2005. ISSN 80-213-1284-X.
•
DOBROVOLNÁ, Lenka a BRÁT, Jiří. Sborník přednášek: XLII. Mezinárodní konference z technologie a analytiky tuků. 2004.
•
DOHNAL, Jiří a kol. Moderní přístupy k farmaceutické analýze. Vyd. 1. Brno: Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, 2009. ISBN 80-730-5075-7.
•
FÁBRY, Andrej. Olejniny. 1. vyd. Ilustrace Jan Korbel. Praha: Ministerstvo zemědělství ČR, 1992, 419 s. ISBN 80-708-4043-9.
•
GRAMAN, Josef a ČURN, Vladislav. Šlechtění rostlin: (obecná část). 1. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 1997, 133 s. ISBN 80-704-0255-5.
•
HAVEL, Jiří a kol. Klasifikátor máku. 1. vyd. OSEVA PRO s.r.o Opava + ČRGZR VURV Praha, 2008.
•
HRUŠKOVÁ,
Marie,
PŘÍHODA,
Josef. Hodnocení
kvality:
aplikace
doporučených přístrojů, metod a interpretace výsledků pro praxi. Praha: Svaz průmyslových mlýnů České republiky, 2007. ISBN 80-239-9475-1. •
CHLOUPEK, Oldřich. Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. vyd. 3., upravené. Praha: Academia ČMT, 2008, 307 p. ISBN 978-802-0015-662.
•
CHLOUPEK, Oldřich. Zemědělský výzkum: učebnice Mendelovy zemědělské a lesnické university v Brně. Vyd. 1. Praha: Academia, 1996, 188 s. ISBN 80200-0576-5.
•
KAMENÍKOVÁ, Ludmila, Czech journal of genetics and plant breeding. Mák setý (bělosemenný) Sokol, Volume 41, str. 80. Praha: ČAZV 2005. ISSN 39
1212-1975. •
KOLEKTIV
AUTORŮ. Seznam
doporučených
odrůd:
přehled
odrůd
(olejniny). Brno: ÚKZÚZ, 2012. ISBN 978-80-7401-056-9. •
KOVÁČIK, Antonín a kol. Genetika rostlin. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1983. ISBN 07-018-83.
•
KŮDELA, Václav, KOCOUREK, František a BÁRNET, Martin. České a anglické názvy chorob a škůdců rostlin: Czech and English names of plant diseases and pests. 1. vyd. Praha: Profi Press, 2012, 272 s. ISBN 978-80905080-4-0.
•
MÍKA, Václav, KOHOUTEK, Alois a NERUŠIL, Pavel. Spektroskopie v blízké infračervené oblasti (NIR): výběr praktických aplikací v zemědělství. Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, 2008, 44 s. ISBN 978-80-8701153-9.
•
ROD, Jan a kol. Šlechtění rostlin. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1982. ISBN 07-060-82.
•
SMÝKALOVÁ, Iva, SEIDENGLANZ, Marek a HAMPEL, David. Využití digitální obrazové analýzy v hodnocení plodin. Úroda. 2012, roč. 60, č. 11.
•
SNUSTAD, D a SIMMONS, M. J. Genetika. 5th ed. Překlad Jiřina Relichová. Brno: Masarykova univerzita, 2009, xxi, 871 s. ISBN 978-802-1048-522.
•
VAŠÁK, Jan, Kolektiv autorů pod vedením J. V. Mák. Vyd. 1. Praha: Powerprint, 2010, 307 p. ISBN 978-80-904011-8-1.
•
VRBOVSKÝ, Viktor, Sdružení český mák informuje: 10. makový občasník. Praha: Sdružení český mák s.r.o., 2011.
•
ZEHNÁLEK, Petr, Sdružení český mák informuje: 1. makový občasník. Praha: Sdružení český mák s.r.o., 2002.
•
Osobní dělení I. VRBOVSKÝ, Viktor. Výzkumný ústav olejnin OSEVA PRO s.r.o. Opava, 2012-2013.
•
Osobní sdělení II. VÝZKUMNĚ TECHNIČTÍ PRACOVNÍCI. Výzkumný ústav olejnin OSEVA PRO s.r.o. Opava, 2012-2013. 40
Obrázky •
BARANYK, Petr a kol. Olejniny. 1. vyd. Praha: Profi Press, 2010. ISBN 808672638X. (Obr. 1)
•
VRBOVSKÝ, Viktor, RYCHLÁ, Andrea, ENDLOVÁ, Lenka. Sdružení český mák informuje: 10. makový občasník. Praha: Sdružení český mák s.r.o., 2011. (Obr. 3)
•
HAVEL, Jiří a kol. Klasifikátor máku. 1. vyd. OSEVA PRO s.r.o Opava + ČRGZR VURV Praha, 2008. (Obr. 19-24)
•
AGRITEC výzkum, šlechtění a služby, s.r.o. 2012. (Obr. 25)
•
PASTRŇÁK, Jan - Vlastní tvorba (Obr. 2, 6, 4-18, 26-37)
41
Obr.1. Barevná škála náhodných vzorků máku setého.
Obr. 2. Barevné odlišnosti jednotlivých kmenů.
Obr. 3. Graf znázorňující obsah morfinu u vybraných odrůd.
Obr. 4. Makovice typu ,,hleďák,,
Obr. 5. Makovice typu ,,slepák,,
Obr. 6. Ideotyp rostliny máku setého.
Obr. 7. Ruční křížení (opylení ♀+♂).
Obr. 8. Izolované mateřské rostliny, proti cizosprášení a vysychání blizny.
Obr. 9. Šlechtitelská školka s izolacemi.
Obr. 10. Ukázka deníku šlechtitele, kde jsou zapisovány projevy či znaky během polního hodnocení.
Obr. 11. Polní pokusnictví na jaře.
Obr. 12. Polní pokusnictví v době před kvetením.
Obr. 13. Polní pokusnictví v plném květu.
Obr. 14. Polní pokusnictví v plném květu.
Obr. 15. Izolované rostliny pro novou generaci. (Výběry)
Obr. 16. Ranost některých odrůd je obdivuhodná.
Obr. 17. Polní pokusnictví během dozrávání, kde jsou rozdíly kmenů patrné na první pohled.
Obr. 18. Polní pokusnictví v době plné zralosti, těsně před sklizní.
Obr. 22. Základní tvary tobolek. Obr. 19. Tvar a barva korunních lístků.
Obr. 23. Tvar bliznového disku. Obr. 20. Štětinatost pod makovicí.
Obr. 21. Postavení listu
Obr. 24. Tvar laloků bliznového disku na tobolce.
Obr. 25. Elektroforetický gel analýzy testovacího souboru odrůd máku metodou RAPD.
Obr. 26. Květ máku setého (vykrajovány).
Obr. 29. Květ máku setého (pivoňkovitý).
Obr. 27. Květ máku setého (vykrajovaný).
Obr. 30. Květ máku setého (pilovitý).
Obr. 28. Květ máku setého (vykrajovaný s palístky).
Obr. 31. Květ máku setého (celokrajný s palístky).
Obr. 32. Květ máku setého (celokrajný).
Obr. 35. Opylovači pilně opylují.
Obr. 33. Květ máku setého (celokrajný).
Obr. 36. Krása genetického štěpení 9:3:3:1
Obr. 34. Květ máku setého (celokrajný s blýskáčky).
Obr. 37. Po odkvětu nastupuje tobolka svou dlouhou cestu ke zralosti.
